Principe d'autocollimation
Le principe d'autocollimation est utilisé dans les cellules photoélectriques à réflecteur, où le faisceau lumineux sortant tombe sur un réflecteur et la lumière réfléchie est réfléchie sur le même axe optique. La lumière renvoyée est déviée vers un récepteur via un miroir de demi-lumière et évaluée.
Les cellules photoélectriques à réflecteur avec autocollimation ont, contrairement au système à double lentille, un faisceau lumineux très homogène et compact. Le point de commutation est largement indépendant de la direction du mouvement de l'objet.
Un avantage majeur des capteurs à autocollimation est la détection à partir de 0 mm. L'utilisation de cette technique rend ces capteurs idéaux pour des applications dans des espaces confinés et pour la détection à travers des ouvertures étroites.
Précision ou reproductibilité?
L'exactitude est le degré de concordance entre la valeur mesurée ou calculée et la valeur réelle (exacte). Plus la précision est élevée, plus l'erreur totale est faible. La reproductibilité (ou répétabilité) d'une mesure indique - dans des conditions similaires - dans quelle mesure le même résultat est obtenu. Dans les systèmes de mesure de distance, l'écart maximal en mm est indiqué, ce qui permet de s'écarter d'une mesure dans des circonstances identiques. La reproductibilité ne doit pas être confondue avec la précision absolue.
L'exactitude est le degré de concordance entre la valeur mesurée ou calculée et la valeur réelle (exacte).
Exactitude et précision
Souvent, des concepts tels que l'exactitude et la précision sont utilisés de manière interchangeable et comme synonymes. Cependant, les deux termes ont une signification complètement différente. La précision indique le degré d'exactitude d'une mesure, c'est-à-dire l'écart entre la valeur mesurée et la valeur réelle. La précision fait référence à la dispersion des valeurs mesurées à partir d'une série de mesures.
L'illustration de la cible montre la différence entre l'exactitude et la précision. L'objectif est d'atterrir au moins dans la zone bleu clair avec un certain nombre de tirs.
- dans la figure 1, la précision est faible, mais la reproductibilité importante
- dans la figure 2, la précision est élevée (tous les plans), mais la reproductibilité est faible
- dans la figure 3, la précision et la reproductibilité sont élevées
- dans la figure 4, la précision et la reproductibilité sont toutes deux faibles
Distance de détection pour les cellules photoélectriques avec suppression de l'arrière-plan
Changement noir/blanc
Quelle que soit la qualité de la génération actuelle de sondes pour détecter à distance des objets de différentes couleurs, il y aura toujours une différence de distance entre les objets sombres et les objets clairs. Parce que dans les applications critiques, il est souhaitable de savoir à l'avance quelle peut être la variation maximale de la distance, cette déviation est indiquée dans un graphique en trois courbes.
L'axe X indique la distance de la sonde en millimètres, l'axe Y la variation maximale en % de la distance de la sonde fixée. La courbe bleue montre que, si le capteur est réglé à une distance de 400 mm, la variation maximale d'un objet noir par rapport à un fond blanc est de 7,5% de la distance réglée (=7,5% de 400 mm = 30 mm). En d'autres termes, l'objet noir doit se trouver au moins 30 mm devant le fond blanc pour être détecté de manière fiable.
Commutation de la lumière ou de l'obscurité?
Changement de lumière ou de luminosité
Pour les cellules photoélectriques à commutation de lumière ou de luminosité, la sortie de commutation d'une cellule photoélectrique est activée lorsque la lumière tombe sur le récepteur. Pour les capteurs PNP/cellules photoélectriques à réflecteur, cela signifie que la tension d'alimentation est sur la sortie lorsqu'il n'y a pas d'objet entre le capteur et le réflecteur, pour le capteur reflex lorsqu'il y a un objet devant le capteur.
| Sortie de commutation |
Bright-switching | Dark-switching | ||
| Objet présent | Oui | Non | Oui | Non |
| Désignation de la fonction |  |
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| Sortie PNP | Faible | Haut | Haut | Faible |
| Sortie PNP | Haut | Faible | Faible | Haut |
Avec une sonde réflexe, le principe est "aucun objet présent". Si un objet est détecté, une commutation a lieu. C'est ce que l'on appelle l'"éclairage".
Le basculement vers l'obscurité
La commutation dans l'obscurité signifie que la sortie de commutation de la cellule photoélectrique est activée lorsqu'il n'y a pas de lumière sur le récepteur. Pour les capteurs PNP/cellules réflectrices, cela signifie que la tension d'alimentation est sur la sortie s'il y a un objet entre le capteur et le réflecteur, pour la sonde réflexe s'il n'y a pas d'objet devant le capteur.
| Sortie de commutation |
Bright-switching | Dark-switching | ||
| Chemin lumineux | Libre | Intermittent | Libre | Intermittent |
| Désignation de la fonction | |
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| Sortie NPN | Faible | Haut | Haut | Faible |
| Sortie PNP | Haut | Faible | Faible | Haut |
Mesure de la distance par triangulation
Le principe de mesure de la triangulation optique est adapté à la détermination précise de la distance avec une courte plage de mesure. Grâce à un récepteur optique spécial et à un détecteur sensible à la position (par exemple une photodiode), le capteur peut déterminer la distance de l'objet indépendamment de sa réflectivité (voir figure). La couleur et les propriétés de la surface (par exemple, très réfléchissante) n'ont donc pratiquement aucun effet sur la précision des mesures.
Le processus de triangulation: À l'aide d'un détecteur linéaire sensible à la position, le capteur mesure la distance à l'objet, quelle que soit la quantité de lumière réfléchie.
La lumière réfléchie par l'objet (P1) frappe le détecteur au point P1. Le capteur détermine alors la distance. La lumière frappe le détecteur en un autre point (P2) à la distance de l'objet P2.
Mesure de la distance avec mesure du temps de cycle de la lumière
Pour mesurer des distances plus longues (jusqu'à 250 mètres), on utilise la technologie du temps de vol. L'émetteur émet une lumière laser pulsée qui est réfléchie par la cible. La distance à l'objet est déterminée par le temps entre l'envoi et la réception de la lumière.
Suppression fiable de l'arrière-plan
L'utilisation de la lumière pulsée permet une suppression fiable de l'arrière-plan et présente une très grande immunité à la lumière ambiante. Les capteurs de distance de la série F 90 de SensoPart utilisent la technologie du temps de vol pour mesurer des distances allant jusqu'à 250 mètres avec une grande précision. Les capteurs sont particulièrement adaptés à une utilisation sur les lignes de production et les systèmes d'entreposage automatique.
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